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中國膜行業分析報告

2013-06-14 16:55:33 杭州沃騰膜工程有限公司 已讀

中國膜行業分析報告

2010.9.7

一.基本結論:

1.    膜工業是一門嶄新的工業,膜技術的發明隻有50多年的曆史,而膜技術的工業化應用也就20 多年的曆史,在我國實際商業化應用也僅十餘年。

 

2.    從行業前景看,水資源稀缺性産生的對污水資源化處理要求是推動行業發展的最大外部動力,而成本的逐漸下降則是行業超常規發展的内在推手。

     a.從外部驅動因素看,地區性水資源短缺、政府關于城市污水處理和工業廢水排放标準更加嚴格的立法、對污水回用的激勵都在推動着污水向深度處理轉變。

      b.從内部推動力看,一方面是污水處理費和水價的不斷提升,另一方面是膜材料、組件價格的逐漸下降,膜分離水處理技術經濟性在持續提升。

 

3. 在内外驅動因素的推動下,膜行業應用的幾個主要方向,如污水處理及回用、海水淡化和工業應用在未來都處于快速增長的需求背景中;其中最看好膜技術在污水處理及回用中的發展前景和空間。

    據國家環保總局環境規劃院預測,我國十二五十三五時期廢水治理投入(含治理投資和運行費用)分别達 10,583 億元和 13,922億元,其中工業和城鎮生活污水的治理投資将分别達 4355 億元和4590 億元。

 

4.對膜行業相關公司,在已上市的國内企業中,有新加坡上市公司廈門三達和國内上市公司碧水源。前者在經過“積累資源-延伸産業鍊-提供整體解決方案-不同細分市場複制”的發展曆程後,不僅占據國内工業膜應用領域龍頭,且已于2007 年進入水處理領域;後者 IPO 募投項目指向産業鍊完善和跨區域複制水處理解決方案的方向,走在正确的成長道路上。還有國内上市公司南方彙通和萬邦達。前者控股子公司時代沃頓是國内 RO 膜龍頭;後者已在化工等大型工業項目水處理領域證明了自己整合資源提供一體化解決方案的能力。

 

二.什麼是膜

1、膜及膜分離技術的原理

a.膜的物理學定義:分離膜是分離兩相和作為選擇性傳遞物質的屏障,它可與一種或兩種相鄰的流體相之間構成不連續區間并影響流體中各組分的透過速度。

 

b.膜分離是以對組分具有選擇性透過功能的膜為分離介質,通過在膜兩側施加(或存在)一種或多種推動力,使原料中的膜組分選擇性地優先透過膜,從而達到混合物分離,并實現産物的提取、濃縮、純化等目的的一種新型分離過程。

 

c. 膜分離過程的推動力有濃度差、壓力差和電位差等,整個過程可概述為以下三種形式:

   滲析式膜分離:料液中的某些溶質或離子在濃度差、電位差的推動下,透過膜進入接受液中,從而被分離出去;屬于滲析式膜分離的有滲析和電滲析等。

   過濾式膜分離:利用組分分子的大小和性質差别所表現出透過膜的速率差别,達到組分的分離;屬于過濾式膜分離的有超濾、微濾、反滲透和氣體滲透等。

   液膜分離:液膜與料液和接受液互不混溶,液液兩相通過液膜實現滲透,類似于萃取和反萃取的組合;溶質從料液進入液膜相當于萃取,溶質再從液膜進入接受液相當于反萃取。

 

d.膜的分類

按膜機構可分為固膜、液膜,固膜又可以分成對稱膜與非對稱膜。

  液膜:按制膜材料形态來分類的一種,即以液态物質為分離介質形成的膜,亦叫液相膜或液膜。這種膜可以把兩種氣相,氣液兩相或兩相不互溶的液體進行分隔和促進分離,如乳化液膜和支撐液膜。

  固膜:按制膜材料形态來分類的一種以固态物質為分離介質制成的膜,亦叫固相膜或固體膜。

對稱膜:一般指膜的各部分具有相同的特性,其孔結構不随深度而變化的膜。膜的厚度範圍為 10 200um

非對稱膜:由同種材料制成的,一層為緻密分離層,其厚度通常為 0.1 0.5um  另一層或多層(如無機膜)為支撐層(其厚度為5 10um)

 

1 膜的分類

 

 

2.膜分離技術應用領域概述

膜工業是一門嶄新的工業,膜技術的發明隻有 50多年的曆史,而膜技術                            的工業化應用也就20 多年的曆史。                         

 

短短 20多年,膜作為一種新興高效的分離技術廣泛應用在電力 、紡織、                            化工、電子、冶金、石油、食品、飲用水淨化、工業水處理、生物制藥、                            發酵等各個領域;在我國因為水的問題比較嚴峻,因而膜技術在水處理領                            域應用發展的比較快,尤其在廢水處理,特别是水資源再利用方面有廣闊                            的前景。

 

圖 不同膜技術的應用領域

 

三.膜行業的發展趨勢及空間

1.行業發展推動力在增強,制約力在減弱

a.推動力:水資源的稀缺性,以及由此産生的政府對城市生活污水、工業廢水更嚴格的排放标準,社會對污水資源化的重視,水價與污水處理費的提高等。

從推動力角度看,最大的推動莫過于政府對水處理的法規,從政策層面推水處理運營商采用更高出水質的膜分離工藝;而政府的鼓勵反過來又促進了膜行業的發展成熟。

這一論斷從過去的歐洲經驗數據可以得到證實。(kubotazenon為兩家膜公司)

2 歐盟于90年代強化了系列水法規            3 kubotazenon的容量增長 單位 m3/d

 

 

 

   

 

b.制約力:法律滞後、經濟現狀、市場的成熟程度和用戶趨向于最廉價的選擇等。

從制約力角度看,最大的進步來自膜工藝成本的下降。過去的10- 15 年間,受益于膜工藝設計的改進、運行維護方案的優化和膜壽命的延長,膜産品及其工藝以指數形式下降,整個生命周期成本從 1992 400美元/m2 降低至2005 年不足 50 美元/m2

 

4 不同時期微濾膜更換費用

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.行業發展趨勢與空間分析

2.1廢水處理與再利用:膜分離大有用武之地

a.無論是從全球、還是從中國的角度去觀察淡水資源,都已面臨着巨大的淡水供應壓力;為了解決水危機,開源節流是必選途徑,而廢水治理和回用是其中的重要内容。

 

b.城市污水(含生活污水與工業廢水)量大且相對成分穩定、沒有季節性且易于收集,因此将城市污水作為第二水源,實現深度處理與回用,達到污水資源化的目的是各國廢水處理業的發展趨勢。

●國外水環境恢複與再生的實踐經驗證明,僅僅做到污水處理後排放是遠遠不夠的,隻有污水深度處理及回用,才能實現健康的水循環。

日本、歐洲和美國等國早在90 年代就已開展了污水深度處理與回用的普及,相當數量的污水處理廠改造為水再生利用廠。

5 發達國家在90年代就已經開始污水深度處理進程

 

 

 

6 日本再生水主要用途結構

 

 

 

 

 

c.膜分離技術是廢水處理和再利用的關鍵技術保證

●膜分離技術主要用于污水的深度處理和二級處理。

深度處理中,反滲透(RO)可有效脫除溶鹽和部分有機物,對懸浮物的脫除更徹底,出水水質可達飲用水标準。

二級處理中,MFUF 多與活性污泥相結合,以 MBR 工藝出現,其出水可用于農業灌溉、綠化、市政工業用水和生活雜用水。

     

d.之所以說膜分離技術是廢水處理和再利用的關鍵技術保證,是因為:

城市廢水的深度處理要求對二級排放液進行最後的脫鹽、軟化以及 CODBOD、微量有機物、重金屬離子的最後脫除;而從目前技術看,RO 膜對脫鹽、NF 膜對軟化有良好的處理效果。

RO 膜在工業廢水處理中同樣極具吸引力,因為經處理的水和截留濃縮的組分可就地回用,無需或減少向城市廢水處理廠排送廢水;隻是由于 RO 對進水水質有嚴格要求,料液必須經過一定的預處理。

 

2.2我國正處于向廢水處理和再利用發展的起點,行業空間巨大

 

定性分析:

嚴峻的水資源現狀要求我國污水處理向污水再利用轉變。2030年中國人口預測将達 16 億,屆時人均水資源量僅有 1750 立方米,預計用水總量為 7000-8000 億立方米,要求供水能力比現在增長 1300-2300億立方米,全國實際可利用水資源量接近合理利用水量上限。

中國設立668個城市中,缺水城市約 400 個,嚴重缺水的城市約 108個。這些城市日缺水量為 1600 m3,全年缺水量為200 m3

中國每年工業、生活污水排放量已達約 600 m390%的城市水域受到不同程度的污染,尤其南方城市由于采用地表水做水源而地面水又受到不同程度的污染,又導緻水質性缺水。

 

現有污水處理廠深度處理改造空間巨大。從數量上看,經過“十一五”期間的建設,我國污水處理比例已經大大提高,污水處理廠數量大大增加;但目前大多數污水處理廠并未達到深度處理要求。

根據2006年國家對《城鎮污水處理廠污染物排放标準》的修訂,凡排入國家或省确定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域,地表水Ⅲ類功能水域,海水二類功能水域的污水,必須執行一級A标準。

截至 2008 3 月,我國已投産污水處理設施 1321 座,在建污水處理設施 889 個;但運營污水處理廠中超過一半達到一級 B 排放标準,達到一級A 标準的僅占 7%,有31%污水處理廠仍處在二級排放标準。

 

工業廢水回用市場剛剛啟動。

根據《十一五建設節水型社會的目标》和《中國節水技術政策大綱》,要建立節水型工業,提高工業用水的重複利用率,實現“增産不增水”的可持續發展目标。

産業轉移和中西部能化工業的崛起剛剛開始,而西部缺水的現狀使得工業廢水回用成為企業合理的經濟性選擇。

水價在 2009 年經曆一輪全國的普漲,随着水資源價值的回歸,水價上漲是大勢所趨,另一方面污水深度處理成本則呈下降趨勢,這也增加了工業廢水回用的經濟性。

 

定量分析

污水處理及再利用空間測算。

       目前國内城市生活污水的處理率還較低,2008年生活污水排放量達到300億噸,       

但處理率僅有 57.4%

近年,國内平均每年新增城市污水處理能力約 800萬噸/天,假設已建成的污水處理能力(2008年底為 11,173 萬噸/天)每年有 6%左右更新改造,則合計每年城市污水處理能力有 1500 萬噸/天的市場空間。

未來政府投資規模巨大。

據國家環保總局環境規劃院等機構的預測,在處理水平正常提高的情況下,我國“十二五”和“十三五”時期的廢水治理投入(含治理投資和運行費用)将分别達到 10,583 億元和 13,922 億元,其中用于工業和城鎮生活污水的治理投資将分别達到4355 億元和4590億元。

在采取更有力措施情況下,“十二五”和“十三五”時期我國廢水治理投入将分别達到 12,781 億元和 15,603 億元,其中用于工業和城鎮生活污水的治理投資将分别達到5753 億元和 5578 億元。

“十一五”後的未來十年,用于污水處理的投資仍将有所增長。

 

回用水經濟性在逐漸提高。一方面是不斷提價的污水處理費和水價,一方面則是繼續降低的膜處理成本,随着時間的推移,回用水的經濟性在不斷提高。

國務院 2007 年明确了制定支持再生水的價格政策,全面開征城市污水處理費并提高收費标準,噸水平均收費标準原則上不低于0.8 元。

目前國内華北和西部的一些城市,考慮污水處理費的綜合水價,居民用水接近 4 /噸,工業和經營服務用水在 4 元以上,再生水價格也達到 1/噸。

中國水網報告顯示,2002-2009 年間,中國 36 個重點城市的居民生活用水的自來水價格年均增長率為 4.7% ,污水處理費年均增長率為11.9%

 

7 國内部門城市水價(含污水處理費)單位 元/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3海水淡化:低基數有高成長

a.RO 膜是海水淡化的主流技術

海水淡化是指将35000mgL 的海水淡化至 500mgL以下的飲用水;目前,世界上裝機應用的海水淡化方法主要有多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(MED)和反滲透法(RO)

 

8 海水淡化主流技術對比

 

 

 

 

 

 

 

 

9 全球海水淡化中 RO MSF 占主要份額            10 中國海水淡化 RO MED 占主要份額

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b.成本已具大規模推廣的基礎,行業基數低、但增長空間大

根據天津海水淡化與綜合利用研究所的分析,目前國内大部分海水淡化工藝已實現4-5 元的綜合成本,具備大規模推廣的初步基礎。

 

11 青島黃海電廠06年各種海水淡化工藝成本測算

 

截至 2008 年底,我國海水淡化産能約 30 萬噸,目前約在 40-50 萬噸;而根據國家發改委《海水利用專項規劃》,2010年海水淡化産能達 80-100萬立方米/ 日,2010 年達 250-300 萬立方米/ 日,增長空間巨大。

 

12我國部分已建海水淡化項目

 

 

13 我國海水利用發展目标

 

四.我國膜行業相關公司

1. 産業鍊與競争格局簡介

膜工業及水處理産業鍊分别以水處理項目和膜組件為核心。

污水處理及再利用産業鍊中,膜企業主要涉足工程總包、設備供應、

技術服務等環節。

在膜工業産業鍊中,國外巨頭如 GE等已經具備提供全産業鍊一體化服務的能力,但國内龍頭企業如碧水源、膜天膜等仍隻能涉足産業鍊的部分環節、部分品種。

 

14污水處理及再利用産業鍊

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 膜工業産業鍊

 

目前國内膜市場呈現出外資巨頭和内資企業同台競技的局面,根據 2009年中國水工業網膜及組件調查結果顯示,無論從哪個群體視角,外資膜仍占據上風。

 

16 供排水公司、污水處理廠用戶品牌提及率          17工程公司用戶品牌提及率

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.中國膜行業盈利模式

目前國内涉及到膜分離和水處理的企業,一種以膜天膜為代表,側重于膜的研發和發展,相對忽視了對市場的開拓;一種以碧水源為代表,在膜産品的基礎上去開拓下遊市場;另一種以萬邦達為代表,完全側重于水處理工程,工程所需膜組件依靠外購。

 

過去幾年的經營看,上述三種企業都獲得了較快的增長。                            

膜天膜:近 5 年來,公司銷售額年均增長率超過 80%,在污水資源化                                方面累計已完成項目的處理規模達 150 萬噸/天。                             

碧水源與萬邦達:增速絲毫不遜色于膜天膜。

18 2005-2009 年碧水源收入和淨利潤          19 2006-2009 年萬邦達收入和淨利潤

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

3.膜行業公司簡介

 

a.碧水源

碧水源是國内最大的 MBR污水處理領域的開發應用企業;公司所處的行業具有很好的成長空間,公司激勵機制和技術優勢明顯,通過募集資金投資項目完善産業鍊和區域布局,前景良好。

 

MBR污水處理市場的成長性是最大的亮點,公司作為國内起步較早、技術實力領先、承建項目最多的企業,将充分享有這一發展機遇。

國内 MBR市場集中度較高,公司在大中型項目上的市場份額達到60%,主要的競争對手是 GE、西門子等跨國企業集團。公司作為本土企業,産品和服務成本較低、貼近市場,同時又掌握核心技術,與這些國外企業相比有明顯優勢。

 

公司募投項目投向已具備完善産業鍊、跨區域批量複制的雛形,公司正走在正确的道路上;一旦公司未來膜材料一環得到完善,且地區運營中心模式複制成功,則公司有望獲得遠超于行業平均水平的成長。

公司 IPO 發行募集資金主要投資于膜組器和膜材料産能擴建,并形成6 個以上地區運營中心,這将改變公司目前的産能瓶頸和原材料外購制約,以及公司集中于北京地區的風險,将會産生良好的效益。

公司本身技術主要集中在膜組器制造領域,并在此建立起定的技術壁壘;此次膜材料産能擴建将有助于降低成本,提高為下遊客戶提供解決方案的性價比。                          

公司之前項目主要集中于北京地區,建立地區運營中心,以北京項目為示範,開展跨區域批量複制過程。

 

b.南方彙通:國内最大的RO 膜企業,海水淡化最大受益者

南方彙通原本主營業務為鐵路貨車制造及鐵路車配件修理,近年開始停滞不前;但其投資的三個節能減排項目銷售額和毛利卻持續增長,2010 年有望超過鐵路設備業務。

20 南方彙通主營業務毛利                           21 南方彙通主營業務毛利率

 

 

 

 

公司最大看點是控股 42%的子公司“北京時代沃頓科技有限公司”。

◆時代沃頓成立于 2000 12 月,通過引進美國技術、消化、吸收和創新,研發制造出工業通用膜元件、海水淡化膜元件、抗污染膜元件、抗氧化膜元件和家用膜元件等,其質量和技術水平目前位居全球前列。

時代沃頓主要從事反滲透膜元件的研發、制造和服務,擁有膜片制造的核心技術和規模化生産能力,是國内最大的複合反滲透膜專業化生産企業,也是擁有強大技術支持的系統設計與應用服務的提供商。                           

時代沃頓作為中國最大産能及産量的複合反滲透膜供應商,先後承擔了國家“高性能海水淡化膜元件的研究”及“苦鹹水淡化方面的低壓節能型反滲透膜材料的開發及産業化”等 863項目,并且在相關技術上處于國内先進水平。                           

國内反滲透膜至今僅有時代沃頓、杭州北鬥星以及北方葫蘆島 3家企業,共占據國内 RO 膜市場份額的 10%,其中時代沃頓就占8%                            目前,時代沃頓在貴陽和北京設兩個基地,具有年産 300萬平方米的複合反滲透膜專業化制造能力;自 2003 年首次将國産反滲透膜應用于山西鋁廠、大連熱電等工程以來,銷售呈40%的複合年增長率。

 

公司有兩大核心技術:抗氧化技術和抗污技術。

 抗氧化技術:

1)此種膜具有低壓運行、産水量高、脫鹽性能好的特點,同時由                                    于采用特殊的合成工藝,增強了膜元件的抗氧化性,能夠承受            更高含量氧化性物質的沖擊,從而精簡和優化了反滲透系統的                                    預處理工藝,降低膜元件的微生物污染、節約運行成本、延長                                   使用壽命,避免二次污染。                              

2) 家用純水機如果采用抗氧化膜就一定能省掉活性炭這道工序,                                    直接采用 PP 棉、抗氧化反滲透膜、後置濾芯裝置就可以。從                                    目前來講,抗氧化膜不具備價格優勢,但是能代表未來的市場                                    趨勢。

◆抗污技術:自主開發了FR抗污染技術,在增加脫鹽層厚度的同時對膜片表面做了塗敷處理,降低了有機污染和微生物污染附着,大大延長了反滲透膜的壽命并降低了長期運行的成本。

 

時代沃頓公司總經理蔡志奇在 09 年接受采訪時公開表示:計劃在 2013 年做到上市,3~5 年之内,市場份額不低于 20%。公司将繼續拓展工業膜的市場占有率,争取在五年内,工業膜國内市場占有率做到第一位。公司同時會向工業的 8040 膜發展,也就是工業領域及海水淡化領域的                               深度開發推廣。

 

C.萬邦達

萬邦達主營業務是為煤化工、電力、石油化工等下遊工業項目提供水處理系統全方位、全壽命周期服務,對給水、排水、中水回用及水處理系統運營整體統籌,提供水處理整體解決方案。

 

對該公司 3-5 年内發展判斷總結為:雖無近憂,或有遠慮。                            雖無近憂:公司進入以神華、中石油為代表的央企煤化工、石油化工水處理市場,這一市場存在很強的關系壁壘,且 1-3 年間面臨着項目集中上馬帶來爆發式增長。                            

或有遠慮:公司水處理解決方案中所需核心部件超濾膜與反滲透膜系外購,換言之公司并無核心技術競争力,所依賴的壁壘僅有在大型央企中拿項目的能力;未來當現有市場需求萎縮後,僅靠運營難以支撐高估值,若不能開拓新的水處理領域,則估值面臨快速下降風險。

 

在行業需求增長良好的背景下,公司并非沒有可能在其他水處理領域占據優勢,但其中的關鍵是公司需要在與央企關系之外拿到新的競争力,即能否提供性價比高的水處理解決方案。考慮到公司剛剛上市,手握大量現金,能否利用這一機遇向上遊膜組件、膜材料領域延伸,值得關注。

 

d.廈門三達:膜企業成長典範,工業應用領域龍頭,已進入水處理領域

     廈門三達膜科技有限公司創建于1996年,集膜軟件開發、工程設計、設備制造、系統集成、現場安裝與售後服務為一體,為國内傳統産業改造升級提供分離純化與清潔生産綜合解決方案。

 

作為領先的膜分離技術提供商,公司在中國工業流體膜分離技術應用領域取得卓越成績,占領中國膜應用市場 20% 25%份額。

   占領醫藥領域膜應用市場50%以上,客戶涵蓋了全國原料藥企業50                                中的40 家。                           

占據染料領域膜應用市場 85%以上份額,活性和酸性染料中排名前五                               位的企業全部采用公司的技術和設備。

 

公司的發展路徑:以膜軟件起家,積累起一定資源後延伸完善産業鍊,從 VC制造領域進入到印染等細分行業,不斷複制VC 制造領域的成功,借新加坡上市的東風擴張産能和技術。

廈門三達首創的膜軟件,即從國外引進膜,再教下遊企業怎麼用這個膜,在國際知名膜供應商和國内企業間架起溝通的橋梁,公司借此完成發展所需的初步積累。             

公司成功将膜法用于維 C 發酵、分離淨化市場後,開始了在青黴素維 B 等原料藥、食品和印染等領域的複制;并延伸進入膜清洗、膜更換領域(制藥領域膜每天都需清洗、至少 1年需更換 1 次)。

2003年公司在新加坡上市,以膜工藝為核心,上遊向膜設備和膜材料                               方向整合,下遊向膜應用企業滲透,初步構建完畢膜的産業鍊、具備向客戶提供整體分離純化、清潔生産和水處理的解決方案。                              

2007年公司進入水質淨化領域,經過三年時間将水處理業務占比從7%提高到 33%

22 廈門三達發展曆程

 

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